Biochemischer Trick 25.07.2014, 09:24 Uhr

Rätsel um Superklebstoff der Seepocken gelöst

Seepocken sondern einen Leim ab, der unter Wasser an Schiffen oder Walen felsenfest hält. Britische Wissenschaftler haben jetzt enträtselt, wie der stärkste natürliche Superkleber funktioniert: Die Krebstiere wenden einen biochemischen Trick an. 

Seepocken auf einer Miesmuschel

Lange Zeit war Wissenschaftlern unklar, wie der Klebstoff der Seepocken unter Wasser funktioniert. Der Trick: Eine ölige Substanz verdrängt vor dem Anhaften des Tieres Wasser vom Haftgrund.

Foto: panthermedia.net/Kiefer

Was der Mensch bisher an Klebstoffen herstellt, ist nur ein Abklatsch dessen, was die Seepocke kann. Das kleine Krebstier verfügt über den stärksten in der Natur vorkommenden Haftstoff. Das Faszinierende dabei: Der Superkleber ist wasserfest und klebt auch, wenn er auf nasse Oberflächen trifft.

Egal, wie warm oder kalt das Wasser ist. Lässt sich die Seepocke mal auf Steinen, Muscheln oder Schiffen nieder, dann haftet sie felsenfest daran. Selbst die stärksten Gezeiten können das Krebstier nicht mehr lösen.

Die zwei Klebstoffkomponenten waren bekannt

Schon vor 150 Jahren, als Biologen die Seepocke entdeckten, rätselten sie über deren natürliche Klebkraft. Mittlerweile ist bekannt, dass das megastarke Sekret aus einem öligen Lipidgemisch und einer Mischung von Phosphoproteinen besteht. Daraus resultierte folgende Annahme: Die beiden Komponenten mischen sich und werden dann hart. Doch es war nicht klar, „wie der Kleber zunächst Kontakt mit der Oberfläche bekommt, wenn diese bereits mit Wasser bedeckt ist“, sagt Nick Aldred. Er ist Wissenschaftler an der britischen Newcastle University und hat mit seinen Kollegen das Geheimnis nun entschlüsselt. Die Ergebnisse werden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Öl verdrängt Wasser von der Oberfläche

Bei ihren Beobachtungen konnten die Forscher auf neue Techniken wie die Zwei-Photonen-Mikroskopie zurückgreifen. Damit war es erstmals möglich, lebenden Seepockenlarven live dabei zuzusehen, wie ihr Klebeprozess abläuft. Bei diesem Vorgang kam so etwas wie eine Arbeitsteilung zutage.

Ein Schiff der Reederei Hapag-Lloyd macht in Hamburg auf der Elbe am Container Terminal Altenwerder (CTA) fest. Die Schiffe müssen regelmäßig von Seepocken gereinigt werden. Denn gemeinsam mit Muscheln und Algen erhöhen die Krebstiere den Wasserwiderstand der Schiffe und erhöhen ihren Treibstoffverbrauch. 

Ein Schiff der Reederei Hapag-Lloyd macht in Hamburg auf der Elbe am Container Terminal Altenwerder (CTA) fest. Die Schiffe müssen regelmäßig von Seepocken gereinigt werden. Denn gemeinsam mit Muscheln und Algen erhöhen die Krebstiere den Wasserwiderstand der Schiffe und erhöhen ihren Treibstoffverbrauch.

Quelle: dpa/Angelika Warmuth

Die beiden Klebekomponenten haben unterschiedliche Funktionen: Zuerst scheidet die Larve ein öliges Tröpfchen aus. Und dieses Sekret verdrängt jegliches Wasser in der Umgebung. In einem zweiten Schritt scheidet die Larve Phosphoproteine aus, den eigentlichen Kleber also. Laut Aldred hat der ölige Vorfilm auch eine Schutzfunktion. Denn er verhindert, dass die nachfolgenden Proteine abgebaut werden. Denn das Öl verdrängt mit dem Wasser auch Bakterien.

Marines Fouling bringt Schifffahrt Verlust in Höhe von 200 Milliarden Dollar

Dieses nun gelüftete Geheimnis der Seepocken könnte dabei helfen, neue, biologisch verträgliche Kleber zu entwickeln. Sie könnten beispielsweise für medizinische Implantate und oder in der Mikroelektronik benutzt werden. Die Resultate könnten aber vor allem bei der Produktion von neuen Anti-Fouling-Beschichtungen für Schiffe helfen. Denn Seepocken, aber auch Algen und Muscheln, setzen sich gerne an den Außenhüllen von Schiffen fest.

Ein Bootskörper kann schon nach wenigen Monaten vollständig mit Organismen bewachsen sein. Das erhöht den Wasserwiderstand der Schiffe und damit den Treibstoffverbrauch. Was wiederum für Reedereien höhere Kosten bedeutet und die Umwelt durch zusätzlichen CO2-Ausstoß belastet. Nach Angaben der Mainzer Johannes-Gutenberg-Universität verursacht sogenanntes marines Fouling in der Schifffahrt weltweit jedes Jahr Verluste von über 200 Milliarden Dollar.

 

Von Lisa von Prondzinski
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